Как прочитать координаты GPS. Прежде чем мы углубимся в чтение координат GPS, важно, чтобы вы хорошо разбирались в системе GPS и имели базовые знания о географических линиях широты и долготы. Как только вы это поймете, и прочитаете свои координаты, вы сможете попрактиковаться с онлайн-инструментами.
Введение в GPS
GPS расшифровывается как Глобальная система определения местоположения; система, которая используется во всем мире для навигации и геодезии. Она широко используется для точного определения своего местоположение в любой точке на поверхности Земли и получения текущего времени в определенном месте.
Это стало возможным благодаря сети из 24 искусственных спутников, называемых спутниками GPS, которые движутся вокруг Земли с большой скоростью и точностью. Используя маломощные радиоволны, устройства могут связываться со спутниками, чтобы точно определять свое местоположение на земном шаре.
Первоначально система использовалась только военными, система GPS стала доступной для использования в гражданских целях почти 30 лет назад. Она поддерживается Министерством обороны США.
Широта и долгота
Система GPS использует географические линии широта и долгота, чтобы обеспечить координаты местоположения человека или места объекта. Чтение и понимание GPS координат требует базового понимание навигации с использованием линии широты и долготы. Используя оба набора линий обеспечивается координата для различных мест по всему миру.
Линии широты
Линии широты — это горизонтальные линии, которые тянутся с востока на запад по всему земному шару. Самая длинная и главная линия широты называется экватором. Экватор представлен в виде 0 ° широты.
Двигаясь к северу от экватора, каждая линия широты увеличивается на 1 °. Таким образом, будут линии широты, представляющие 1 °, 2 °, 3 °, и так далее до 90 °. Изображение выше отображает только 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 ° и 90 ° линии широты над экватором. Вы заметите, что 90 ° линия широты изображается точкой на Северном полюсе.
Все линии широты над экватором обозначены буквой «N» для обозначения к северу от экватора. Таким образом, мы имеем 15 ° с.ш., 30 ° с.ш., 45 ° с.ш., и так далее.
Двигаясь к югу от экватора, каждая линия широты также увеличивается на 1 °. Будут линии широты, представляющие 1 °, 2 °, 3 ° и т. Д. До 90 °. На изображении выше показаны только линии широты 15 °, 30 ° и 45 ° ниже экватора. Линия 90 ° широты представлена точкой на Южном полюсе.
Все линии широты ниже экватора обозначается буквой ‘S’, чтобы обозначаться к югу от экватора. Таким образом, мы имеем 15 ° ю.ш, 30 ° ю.ш, 45 ° ю.ш, и так далее.
Линии Долготы
Линии долготы представляют собой вертикальные линии, которые простираются от Северного полюса до Южного полюса. Основная линия долготы называется нулевой
меридиан. Меридиан представлен как 0 ° долготы.
Двигаясь к востоку от нулевого меридиана каждая линия широты увеличивается на 1 °. Таким образом, будут линии долготы, представляющие 1 °, 2 °, 3 °, и так далее до 180 °. Изображение показывает только 20 °, 40 °, 60 °, 80 ° и 90 ° линии долготы к востоку от меридиана.
Все линии долготы к востоку от меридиана обозначены буквой «Е» для обозначения к востоку от Главного Меридиана. Таким образом, мы имеем 15 ° в.д., 30 ° в.д., 45 ° в.д., и так далее.
Двигаясь к западу от меридиана, каждая широта также увеличивается на 1 °. Там будут линии долготы, представляющие 1 °, 2 °, 3 ° и т. д. до 180 °. На изображении выше показаны только линии 20 °, 40 ° 60 °, 80 ° и 90 ° к западу от нулевого-меридиана.
Все линии долготы к западу от меридиана обозначены буквой «W» для обозначения к западу от меридиана. Таким образом, мы имеем 15 ° з.д, 30 ° з.д, 45 ° з.д, и так далее.
Вы можете просмотреть более подробную информацию о линии широты и долготы, наблюдая это видео на YouTube по ссылке ниже:
Чтение Географических координат
Глобальная навигация использует линии широты и долготы, чтобы точно определить конкретное место расположения на поверхности Земли. Оно дается в качестве географических координат.
Пусть Место находится вдоль линии широты 10 ° N и вдоль линии долготы 70 ° W. При изложении координаты местоположения, линии широты всегда указывается первой, а потом линии долготы. Таким образом, координаты этого места будет: 10 ° северной широты, 70 ° западной долготы.
Координаты можно просто записать как 10 ° N, 70 ° W (10 ° с.ш., 70 ° з.д.)
Однако большинство мест на Земле располагаются не вдоль линий широты или долготы, а внутри фигур, созданных из-за пересечения горизонтальных и вертикальных линий. Чтобы точно определить человека на поверхности Земли, линии широты и долготы дополнительно разделены и выражены в одном из трех общих форматов:
1 / градусы, минуты и секунды (DMS)
Пространство между каждой линией широте или долготе, представляющей 1 ° делится на 60 минут, а каждая минута делится на 60 секунд. Пример такого формата:
41 ° 24’12.2 «N 2 ° 10’26.5» E Линия широты читается как 41 градусов (41 °), 24 минут (24 ‘), 12.2 секунд (12.2 «) на север. Линия долготы читается как 2 градуса (2 °), 10 минут (10 ‘), 26,5 секунды (12,2 «) к востоку.
2 / Градусы и десятичные минуты (DMM)
Пространство между каждой линией широты или долготы, представляющей 1 °, делится на 60 минут, а каждая минута делится далее и выражается в десятичных дробях. Пример этого формата:
41 24,2028, 10,4418 2 Линия широты читается как 41 градус (41), 24.2028 минут (24.2028) северной широты. Координата для линии широты представляет север от экватора, потому что она положительна. Если число отрицательное, оно представляет юг от экватора.
Линия долготы читается как 2 градуса (2), 10,4418 минут (10,4418) к востоку. Координата для линии долготы представляет восток Главного меридиана, потому что это положительно. Если число отрицательное, оно представляет запад от меридиана
3 / Десятичные градусы (DD)
Пространство между каждой линией широты или долготы, представляющей 1 °, делится и выражается в десятичных дробях. Пример этого формата:
41,40338, 2,17403
Линия широты читается как 41.40338 градусов на север. Координата для линии широты представляет север от экватора, потому что она положительна. Если число отрицательное, оно представляет юг от экватора.
Линия долготы читается как 2.17403 градуса восточной долготы. Координата для линии долготы представляет восток Главного меридиана, потому что оно положительно. Если число отрицательное, оно представляет запад от меридиана.
Чтение координаты на Google Maps
Большинство устройств GPS предоставляют координаты в формате градусов, минут и секунд (DMS) или чаще всего в формате десятичных градусов (DD). Популярные Google Карты предоставляют свои координаты в форматах DMS и DD.
На рисунке выше показано расположение статуи Свободы на Google Maps. Координаты его расположения являются:
40° 41′ 21.4” N 74° 02′ 40.2” W (DMS)
Это читается как:
«40 градусов, 41 минут, 21,4 секунды северной широты и 74 градуса, 2 минуты, 40,2 секунды восточной долготы»
40.689263 -74.044505 (DD) Напомним, что координаты десятичной степени (DD) не имеют букв N или S, указывающих, находится ли координата широты над или ниже экватора. Если нет букв W или E, чтобы указать, является ли долгота координатой к западу или востоку от Первого меридиана.
Это делается с помощью положительных и отрицательных чисел. Поскольку координата широты положительна, координата находится выше экватора. Поскольку координата долготы отрицательна, она находится к западу от нулевого меридиана.
Проверка GPS координаты
Google Maps является отличным инструментом Интернет для проверки координаты мест, представляющих интерес.
Нахождение координат для конкретного места
1 / Открыть Google Maps в https://maps.google.com/ и найти местоположение вашего места интереса.
2 / Щелкните правой кнопкой мыши местоположение и выберите «Что здесь?» В появившемся небольшом меню.
3 / Внизу появится небольшой прямоугольник с указанием названия местоположения и координат в формате десятичных градусов (DD).
Проверка координаты конкретного места
Доступны веб-сайты, которые обеспечивают быстрое преобразование между DMS и DD. Вот ссылка на веб-сайт , который предоставляет координаты DMS и DD для любого конкретного местоположения с помощью Google Maps.
Устройства с поддержкой GPS
Чтобы воспользоваться точной точностью системы GPS, вам необходимо устройство с поддержкой GPS. Эти устройства обмениваются данными напрямую со спутниками GPS, используя маломощные радиоволны. Общаясь по крайней мере с тремя спутниками GPS, устройство может точно определить ваше местоположение на Земле.
GPS навигационные устройства
Такие компании, как Garmin и Magellan, производят специальные GPS-навигационные устройства. Они бывают разных размеров и могут напоминать смартфон или планшет. Эти устройства имеют специальное встроенное программное обеспечение, которое использует систему GPS, чтобы помочь людям найти кратчайший путь к определенному месту, найти интересные места и многое другое. Они обычно используются в транспортных средствах, походах и определенных спортивных состязаниях.
Вверху — изображение навигационного устройства GPS; Магеллан RoadMate 2255T-LMB.
Смартфоны
Большинство смартфонов, особенно телефонов высокого класса, поддерживают GPS и могут использоваться в качестве навигационного устройства, если у вас установлены правильные приложения.
Мобильные компьютеры
Некоторые ноутбуки и нетбуки поддерживают GPS и предоставляют навигационную информацию в пути.
Компьютерные периферийные устройства
Устройства, подключающиеся к компьютеру через USB, Bluetooth или слоты расширения, позволяют компьютеру использовать систему GPS.
В разных сферах деятельности людям приходится работать со снимками нашей Земли. Прежде всего нужно знать, каким образом можно определить долготу и широту на географической карте. Это поможет находить любой объект на земной поверхности при помощи координат. Мы научимся читать их, а также узнаем порядок и правила записи.
Что такое широта на географической карте?
Наша планета имеет форму сфероида. Это значит, что выглядит она как немного сплюснутый шар. И так, как земной шар мало чем отличается от сфероида, его принято называть просто шаром. Земля не стоит на месте, а вращается по воображаемой оси. Она также условно делится ровно пополам линией экватора. На картах она изображена горизонтальной жирной полосой. Все параллельные линии по горизонтали земного шара называются широтами.
Земля делится линией экватора на две части. Выше линии экватора - северные широты, ниже - южные. На глобусах их можно определить параллелями - линиями, которые размещаются параллельно экватору. Широты измеряются в геометрических градусах и обозначаются так - 35°. Экватор - точка отсчета и нулевая широта. Северная и южная широта имеют установленные международные обозначения. «S » - южная широта, «N » - северная широта. Они перекочевали из английского языка, где South - юг, North - север . Записываются широты так - южная широта (ю.ш.).
Широта на карте мира
Что такое долгота в географии
Долгота на географических картах изображена также параллельными линиями. Но в отличие от широты, параллели проходят через земной шар вертикально. Есть среди них и главная линия - Гринвич, нулевая долгота (меридиан). Эта линия проходит через округ в Лондоне, который расположен на правом берегу Темзы. Вертикальные параллели еще называют меридианами. Меридиан бывает только западный или восточный. Долгота бывает соответственно восточная и западная. Записывается долгота так - западная долгота (з.д.).
Максимальная долгота - 180° . Это половина земного шара, т.к. полный круг, как мы знаем, имеет 360°. В международной записи применяются английские буквы: E - восточная долгота и W западная долгота . Чем дальше находится точка долготы от Гринвича, тем больше её градус. Вместе эти два понятия - широта и долгота составляют сетку из параллельных линий, по которым мы и определяем точку на карте. Их пересечение даёт точные координаты, например, 23° ю. ш. и 35° з. д.
Долгота на карте мира
В географии реже, но всё же используются минуты и даже секунды. Это доли градуса, которые имеют аналогию с часовой минутой, которая делит 1 час на 60 минут. Она используется для более детального указания точки на карте. Но из-за того, что необходима при узком круге задач, редко когда бывает необходима. Обычно, достаточно только градусов, чтобы определить населённый пункт на карте или регион.
Географические минуты записываются так: 34° (градуса) 35’ (минут) 23» (секунды) северной широты. Градусы могут записываться как дробные части, например, 43,04°. Это более компактная запись относительно предыдущей. Использование записей не регулируется какими-то правилами. Более того, их вообще не существует касательно записей координат. И это недопустимо, так как каждый может использовать любую запись на своё усмотрение. А это ведёт к путанице и неразберихе. Чаще всего всё же используется запись с дробью, а также с указанием минут и секунд.
Каким образом можно найти широту и долготу
При помощи основных определений, которые описаны в предыдущих разделах, вы легко сможете найти долготу и широту на бумажной карте или глобусе. Определите, в какой части земного шара находится точка, которую вы ищите. Найдите сначала широту, затем долготу. Именно такой порядок чаще всего используется при написании координат и их поиске. Практически все географические карты имеют сетку координат с числовыми значениями градусов параллелей широт и долгот. Используйте их, чтобы определить нужное место на карте.
При поиске координат с углубленным рельефом и трёхмерных координат иногда используют высоту. Но она не относится к географическим понятиям. И в записи координат не значится. Тем более, сегодня у каждого есть ноутбуки и мобильные устройства, при помощи которых можно легко найти любую точку на карте, имея её координаты и даже без знаний основных географических понятий.
Определение координат на виртуальной карте Google
Одними из самых популярных онлайн-карт являются и Яндекс Карты . Ими пользуются в большинстве странах мира. Чтобы открыть карты Гугл, перейдите по адресу в мобильном или веб-браузере https://www.google.ru/maps . Если у вас есть координаты, их можно ввести прямо в строке поиска. Система отлично поймёт и определит ведённые вами данные. В этих картах нужно сначала писать широту, а после долготу.
Онлайн-сервис Google Maps
Для широты корректны записи с положительным и отрицательным градусом с максимальным значением 90°. Для долготы с отрицательным и положительным значением - 180°. Дробным разделителем в Google Maps должна быть только точка, но не запятая. Иначе система может выдать ошибку. Правильно так: 43.60°S. Поисковая строка не понимает русского языка. Если вы хотите найти здесь координаты, вводите их в следующем формате 00°00’.0’’S (градусы, минуты, секунды, южной широты), затем пробел и запись долготы - 00°00’.0’’W (западной долготы).
Поиск координат в Google Maps
Google-карты имеют описание каждой местности. По заданным координатам можно найти населённый пункт, его название на разных языках и добавить информацию от себя. В Google Maps есть 2 режима просмотра карты: обычный и со спутника. Вы можете включить режим просмотра улиц. И найти название улицы в любом городе, любой страны. Если вы хотите определить координаты точки на карте, которых у вас нет, введите в поисковой строке название населённого пункта.
Слева в блоке будет его координаты и описание. Формат записи в этих картах нам уже известен. Поэтому не составит труда переписать его в удобной для себя форме. При помощи дополнительных инструментов карту можно вращать, ставить метки, измерять маршруты между городами и многое другое.
Поиск широты и долготы на Яндекс Картах
Рассмотрим, как найти точку на карте по координатам и определить их на Яндекс Карта х. Откройте ссылку: https://yandex.ru/maps/?lang=ru/ . Поисковая строка веб-карты тоже умеет определять координаты, но здесь их запись немного отличается от Google Maps. Система понимает такой вид: 55.555333,66.666444 , где первое значение - широта, второе - долгота. А также более понятную: 45° с. ш. 24° в. д. Как видим, по заданному координату у нас отобразился город Вылча в Румынии.
Поиск по координатам в Яндекс Картах
Определение координат в Яндекс Картах
В верхнем меню находятся другие инструменты, с помощью которых можно управлять картой или использовать её функции. Можно посмотреть текущую ситуацию на любой дороге мира. Для этого нажмите на кнопку в виде светофора. При помощи кнопки с круговой стрелкой можно отображать панорамирование улиц на карте. Выберите линейку, если необходимо измерить расстояние от одного объекта на карте до другого. Кнопка с бумажным самолётом даёт возможность определить ваше местоположение, а также широту и долготу на спутниковой карте.
С такими понятиями, как долгота и широта, многие из нас познакомились еще в детстве благодаря приключенческим романам Стивенсона и Жюля Верна. Изучением этих понятий люди занимались еще в древние времена.
В ту эпоху, когда в мире не существовало совершенных навигационных приборов, именно географические координаты на карте помогали морякам определить свое местоположение в море и найти путь к нужным участкам суши. Сегодня широта и долгота по-прежнему используются во многих науках и позволяют с точностью установить положение любой точки на земной поверхности.
Что такое широта?
Широта используется для установки расположения объекта относительно полюсов. На одинаковой дистанции от и проходит главная воображаемая линия земного шара – экватор. Она имеет нулевую широту, а по обе стороны от нее тянутся параллели – аналогичные воображаемые линии, условно пересекающие планету через одинаковые промежутки. К северу от экватора находятся северные широты, к югу, соответственно, южные.
Расстояние между параллелями принято измерять не в метрах или километрах, а в градусах, что позволяет более точно установить положение объекта. Всего существует 360 градусов. Широту отсчитывают к северу от экватора, то есть точки, лежащие в Северном полушарии, имеют положительную широту, а расположенные в Южном полушарии – отрицательную.
К примеру, северный полюс лежит на широте +90°, южный полюс – -90°. Дополнительно каждый градус делят на 60 минут, а минуты – на 60 секунд.
Что такое долгота?
Чтобы выяснить расположение объекта, недостаточно знать это место на земном шаре относительно юга или севера. Помимо широты, для полного расчета используется долгота, устанавливающая положение точки относительно востока и запада. Если в случае с широтой за основу берется экватор, то долгота рассчитывается от нулевого меридиана (Гринвичского), проходящего от Северного к Южному полюсу через лондонский район Гринвич.
По правую и левую сторону от Гринвичского меридиана параллельно ему прочерчены обычные меридианы, которые встречаются друг с другом на полюсах. Положительной принято считать восточную долготу, отрицательной – западную.
Как и в широте, в долготе предусмотрено 360 градусов, разделяющихся на секунды и минуты. К востоку от Гринвича располагается Евразия, по направлению к западу – Южная и Северная Америки.
Для чего нужны широта и долгота?
Представьте, что вы плывете на корабле, затерявшемся посреди океана, или передвигаетесь по бескрайней пустыне, где полностью отсутствуют какие-либо знаки и указатели. Как бы вы могли объяснить спасателям свое местоположение? Именно широта и долгота помогают отыскать человека или другой объект в любой точке земного шара, где бы он ни находился.
Географические координаты активно используются на картах поисковых систем, в навигации, на обычных географических картах. Они присутствуют в геодезических приборах, спутниковых системах позиционирования, GPS-навигаторах и других инструментах, необходимых для определения расположения точки.
Как установить географические координаты на карте?
Для расчета координат объекта на карте необходимо сначала определить, в каком из полушарий он находится. Далее следует выяснить, между какими параллелями располагается нужная точка, и установить точное число градусов – обычно они прописываются по бокам географической карты. После этого можно переходить к определению долготы, установив сначала, в каком из полушарий расположен объект относительно Гринвича.
Определение градусов долготы осуществляется аналогично широте. Если нужно выяснить расположение точки в трехмерном пространстве, дополнительно используется ее высота относительно уровня моря.
В главе 1 было отмечено, что Земля имеет форму сфероида, т. е. сплюснутого шара. Так как земной сфероид весьма мало отличается от шара, то обычно этот сфероид называют земным шаром. Земля вращается вокруг воображаемой оси. Точки пересечения воображаемой оси с земным шаром называют полюсами. Северным географическим полюсом
(PN
) принято считать тот, со стороны которого собственное вращение Земли усматривается против часовой стрелки. Южный географический полюс
(PS
) - полюс, противоположный северному.
Если мысленно разрезать земной шар плоскостью, проходящей через ось (параллельной оси) вращения Земли, то получим воображаемую плоскость, которую называют плоскостью меридиана
. Линия пересечения этой плоскости с земной поверхностью называют географическим (или истинным) меридианом
.
Плоскость, перпендикулярную земной оси и проходящую через центр земного шара, называют плоскостью экватора
, а линию пересечения этой плоскости с земной поверхностью - экватором
.
Если мысленно пересечь земной шар плоскостями, параллельными экватору, то на поверхности Земли получают круги, которые называют параллелями
.
Нанесенные на глобусы и карты параллели и меридианы составляют градусную
сетку
(рис. 3.1). Градусная сетка дает возможность определить положение любой точки на земной поверхности.
За начальный меридиан при составлении топографических карт принят Гринвичский астрономический меридиан
, проходящий через бывшую Гринвичскую обсерваторию (вблизи Лондона с 1675 - 1953 гг.). В настоящее время в зданиях Гринвичской обсерватории расположен музей астрономических и навигационных инструментов. Современный нулевой меридиан проходит через замок Хёрстмонсо на 102,5 метра (5,31 секунды) к востоку от Гринвичского астрономического меридиана. Используется современный нулевой меридиан для спутниковой навигации.
Рис. 3.1. Градусная сетка земной поверхности
Координаты
- угловые или линейные величины, определяющие положение точки на плоскости, поверхности или в пространстве. Для определения координат на земной поверхности точка проектируется отвесной линией на эллипсоид. Для определения положения горизонтальных проекций точки местности в топографии применяются системы географических
, прямоугольных
и полярных
координат
.
Географические координаты
определяют положение точки относительно земного экватора и одного из меридианов, принятого за начальный. Географические координаты могут быть получены на основании астрономических наблюдений или геодезических измерений. В первом случае их называют астрономическими
, во втором - геодезическими
. При астрономических наблюдениях проектирование точек на поверхность осуществляется отвесными линиями, при геодезических измерениях - нормалями, поэтому величины астрономических и геодезических географических координат несколько отличаются. Для создания мелкомасштабных географических карт сжатием Земли пренебрегают, а эллипсоид вращения принимают за сферу. В этом случае географические координаты будут сферическими
.
Широта
- угловая величина, определяющая положение точки на Земле в направлении от экватора (0º) к Северному полюсу (+90º) или Южному полюсу (-90º). Широта измеряется центральным углом в плоскости меридиана данной точки. На глобусах и картах широту показывают при помощи параллелей.
Рис. 3.2. Географическая широта
Долгота - угловая величина, определяющая положение точки на Земле в направлении Запад-Восток от Гринвичского меридиана. Долготы отсчитывают от 0 до 180°, на восток - со знаком «плюс», на запад - со знаком «минус». На глобусах и картах широту показывают при помощи меридианов.
Рис. 3.3. Географическая долгота
3.1.1. Сферические координаты
Сферическими географическими координатами называют угловые величины (широта и долгота), определяющие положение точек местности на поверхности земной сферы относительно плоскости экватора и начального меридиана.
Сферической широтой (φ) называют угол между радиусом-вектором (линия, соединяющая центр сферы и заданную точку) и плоскостью экватора.
Сферическая долгота (λ) - это угол между плоскостью нулевого меридиана и плоскостью меридиана заданной точки (плоскость проходит через заданную точку и ось вращения).
Рис. 3.4. Географическая сферическая система координат
В практике топографии используют сферу радиусом R = 6371 км , поверхность которой равна поверхности эллипсоида. На такой сфере длину дуги большого круга в 1 минуту (1852 м) называют морской милей .
3.1.2. Астрономические координаты
Астрономическими географическими
координатами
являются широта и долгота, определяющие положение точек на поверхности геоида
относительно плоскости экватора и плоскости одного из меридианов, принятого за начальный (рис. 3.5).
Астрономической широтой (φ) называется угол, образованный отвесной линией, проходящей через данную точку и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения Земли.
Плоскость астрономического меридиана
- плоскость, проходящая через отвесную линию в данной точке и параллельная оси вращения Земли.
Астрономический меридиан
- линия пересечения поверхности геоида с плоскостью астрономического меридиана.
Астрономической долготой (λ) называется двугранный угол между плоскостью астрономического меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью Гринвичского меридиана, принятого за начальный.
Рис. 3.5. Астрономическая широта (φ) и астрономическая долгота (λ)
3.1.3. Геодезическая система координат
В геодезической географической системе координат
за поверхность, на которой находят положения точек, принимается поверхность референц
-эллипсоида
. Положение точки на поверхности референц-эллипсоида определяется двумя угловыми величинами - геодезической широтой (В)
и геодезической долготой (L)
.
Плоскость геодезического меридиана
- плоскость, проходящая через нормаль к поверхности земного эллипсоида в данной точке и параллельная его малой оси.
Геодезический меридиан
- линия, по которой плоскость геодезического меридиана пересекает поверхность эллипсоида.
Геодезическая параллель
-
линия пересечения поверхности эллипсоида плоскостью, проходящей через данную точку и перпендикулярной к малой оси.
Геодезическая широта (В) - угол, образованный нормалью к поверхности земного эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора.
Геодезическая долгота (L) - двугранный угол между плоскостью геодезического меридиана данной точки и плоскостью начального геодезического меридиана.
Рис. 3.6. Геодезическая широта (B) и геодезическая долгота (L)
3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КООРДИНАТ ТОЧЕК ПО КАРТЕ
Топографические карты печатаются отдельными листами, размеры которых установлены для каждого масштаба. Боковыми рамками листов служат меридианы, а верхней и нижней рамками - параллели
. (рис. 3.7). Следовательно, географические координаты можно определить по боковым рамкам топографической карты
. На всех картах верхняя рамка всегда обращена на север.
Географическую широту и долготу подписывают в углах каждого листа карты. На картах Западного полушария в северо-западном углу рамки каждого листа правее значения долготы меридиана помещают надпись: «К западу от Гринвича».
На картах масштабов 1: 25 000 - 1: 200 000 стороны рамок разделены на отрезки, равные 1′ (одной минуте, рис. 3.7). Эти отрезки оттенены через один и разделены точками (кроме карты масштаба 1: 200 000) на части по 10" (десять секунд). На каждом листе карты масштабов 1: 50 000 и 1: 100 000 показывают, кроме того, пересечение среднего меридиана и средней параллели с оцифровкой в градусах и минутах, а по внутренней рамке - выходы минутных делений штрихами длиной 2 - 3 мм. Это позволяет при необходимости прочерчивать параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.
Рис. 3.7. Боковые рамки карты
При составлении карт масштабов 1: 500 000 и 1: 1 000 000 на них наносят картографическую сетку параллелей и меридианов. Параллели проводят соответственно через 20′ и 40" (минут), а меридианы - через 30" и 1°.
Географические координаты точки определяют от ближайшей южной параллели и от ближайшего западного меридиана, широта и долгота которых известны. Например, для карты масштаба 1: 50 000 «ЗАГОРЯНИ» ближайшей параллелью, расположенной к югу от заданной точки, будет параллель 54º40′ с.ш., а ближайшим меридианом, расположенным западнее точки - меридиан 18º00′ в.д. (рис. 3.7).
Рис. 3.8. Определение географических координат
Для определения широты заданной точки необходимо:
- одну ножку циркуля-измерителя установить на заданную точку, другую ножку по кратчайшему расстоянию установить на ближайшую параллель (для нашей карты 54º40′);
- не меняя раствор циркуля-измерителя, установить его на боковую рамку с минутными и секундными делениями, одна ножка должна быть на южной параллели (для нашей карты 54º40′), а другая - между 10-секундными точками на рамке;
- посчитать количество минут и секунд от южной параллели до второй ножки циркуля-измерителя;
- добавить полученный результат к южной широте (для нашей карты 54º40′).
Для определения долготы заданной точки необходимо:
- одну ножку циркуля-измерителя установить на заданную точку, другую ножку по кратчайшему расстоянию установить на ближайший меридиан (для нашей карты 18º00′);
- не меняя раствор циркуля-измерителя, установить его на ближайшую горизонтальную рамку с минутными и секундными делениями (для нашей карты нижнюю рамку), одна ножка должна быть на ближайшем меридиане (для нашей карты 18º00′), а другая - между 10-секундными точками на горизонтальной рамке;
- посчитать количество минут и секунд от западного (левого) меридиана до второй ножки циркуля-измерителя;
- добавить полученный результат к долготе западного меридиана (для нашей карты 18º00′).
Обратите внимание
на то, что данный способ определения долготы заданной точки для карт масштаба 1:50 000 и мельче имеет погрешность за счет схождения меридианов, ограничивающих топографическую карту с востока и запада. Северная сторона рамки будет короче, чем южная. Следовательно, расхождения между измерениями долготы на северной и южной рамке могут отличаться на несколько секунд. Чтобы добиться высокой точности в результатах измерений, необходимо определить долготу и по южной и по северной стороне рамки, а затем произвести интерполяцию.
Для повышения точности определения географических координат можно использовать графический метод
. Для этого необходимо соединить прямыми линиями ближайшие к точке одноименные десятисекундные деления по широте к югу от точки и по долготе к западу от нее. Затем определить размеры отрезков по широте и долготе от прочерченных линий до положения точки и суммировать их соответственно с широтой и долготой прочерченных линий.
Точность определения географических координат по картам масштабов 1: 25 000 - 1: 200 000 составляет 2" и 10" соответственно.
3.3. ПОЛЯРНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ
Полярными координатами называют угловую и линейную величины, определяющие положение точки на плоскости относительно начала координат, принимаемого за полюс (О ), и полярной оси (ОС ) (рис. 3.1).
Местоположение любой точки (М ) определяется углом положения (α ), отсчитанным от полярной оси до направления на определяемую точку, и расстоянием (горизонтальным проложением - проекцией линии местности на горизонтальную плоскость) от полюса до этой точки (Д ). Полярные углы обычно отсчитывают от полярной оси по направлению движения часовой стрелки.
Рис. 3.9. Полярная система координат
За полярную ось могут быть приняты: истинный меридиан, магнитный меридиан, вертикальная линия сетки, направление на любой ориентир.
3.2. БИПОЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ
Биполярными координатами называют две угловые или две линейные величины, определяющие местоположение точки на плоскости относительно двух исходных точек (полюсов О 1 и О 2 рис. 3.10).
Положение любой точки определяется двумя координатами. Этими координатами могут быть либо два угла положения (α 1 и α 2 рис. 3.10), либо два расстояния от полюсов до определяемой точки (Д 1 и Д 2 рис. 3.11).
Рис. 3.11. Определение места точки по двум расстояниям
В биполярной системе координат положение полюсов известно, т.е. известно расстояние между ними.
3.3. ВЫСОТА ТОЧКИ
Ранее были рассмотрены плановые системы координат
, определяющие положение любой точки на поверхности земного эллипсоида, либо референц-эллипсоида,
либо на плоскости. Однако эти плановые системы координат не позволяют получить однозначное положение точки на физической поверхности Земли. Географические координаты относят положение точки к поверхности референц-эллипсоида, полярные и биполярные кординаты относят положение точки к плоскости. И все эти определения никак не касаются физической поверхности Земли, которая для географа и является более интересной, чем референц-эллипсоид.
Таким образом, плановые системы координат не дают возможности однозначно определить положение данной точки. Необходимо как-то определить своё положение хотя бы словами «выше», «ниже». Только относительно чего? Для получения полной информации о положении точки на физической поверхности Земли используется третья координата - высота
.
Поэтому и возникает необходимость рассмотреть третью систему координат - систему высот
.
Расстояние по отвесной линии от уровенной поверхности до точки физической поверхности Земли называют высотой.
Высоты бывают абсолютные , если их отсчет ведется от уровенной поверхности Земли, и относительные (условные ), если их отсчет ведется от произвольной уровенной поверхности. Обычно за начало отсчета абсолютных высот принимают уровень океана или открытого моря в спокойном состоянии. В России и Украине за начало отсчета абсолютных высот принят нуль Кронштадтского футштока.
Футшток
- рейка с делениями, укрепленная отвесно на берегу так, чтобы обеспечивалась возможность определения по ней положения поверхности воды, находящейся в спокойном состоянии.
Кронштадтский футшток
- черта на медной пластине (доске), вмонтированной в гранитный устой Синего моста Обводного канала в г. Кронштадте.
Первый футшток был установлен во времена правления Петра 1, и с 1703 г. начались регулярные наблюдения за уровнем Балтийского моря. Вскоре футшток был разрушен и только с 1825 г. (и до настоящего времени) были возобновлены регулярные наблюдения. В 1840 г. гидрографом М.Ф.Рейнекебыла вычислена средняя высота уровня Балтийского моря и зафиксирована на гранитном устое моста в виде глубокой горизонтальной черты. С 1872 г. эта черта принята за нулевую отметку при вычислении высот всех точек на территории Российского государства. Кронштадский футшток неоднократно видоизменялся, однако положение его основной отметки при изменениях конструкции сохраняли прежней, т.е. определенной в 1840 г.
После распада Советского Союза украинские геодезисты не стали изобретать свою национальную систему высот, и в настоящее время в Украине по-прежнему используется Балтийская система высот
.
Следует отметить, что в каждом необходимом случае не ведут измерения непосредственно от уровня Балтийского моря. Существуют на местности специальные точки, высоты которых заранее были определены в Балтийской системе высот. Эти точки называют реперами
.
Абсолютные высоты H
могут быть положительными (для точек выше уровня Балтийского моря), и отрицательными (для точек ниже уровня Балтийского моря).
Разность абсолютных высот двух точек называют относительной
высотой
или превышением
(h
):
h =H А
−H В
.
Превышение одной точки над другой также может быть положительным и отрицательным. Если абсолютная высота точки А
больше абсолютной высоты точки В
, т.е. находится выше точки В
, то превышение точки А
над точкой В
будет положительным, и наоборот, превышение точки В
над точкой А
- отрицательным.
Пример
. Абсолютные высоты точек А
и В
: Н А
= +124,78 м
; Н В
= +87,45 м
. Найти взаимные превышения точек А
и В
.
Решение
. Превышение точки А
над точкой В
h А(В)
= +124,78 - (+87,45) = +37,33 м
.
Превышение точки В
над точкой А
h В(А)
= +87,45 - (+124,78) = -37,33 м
.
Пример
. Абсолютная высота точки А
равна Н А
= +124,78 м
. Превышение точки С
над точкой А
равно h С(А)
= -165,06 м
. Найти абсолютную высоту точки С
.
Решение
. Абсолютная высота точки С
равна
Н С
= Н А
+ h С(А)
= +124,78 + (-165,06) = - 40,28 м
.
Численное значение высоты называют отметкой точки
(абсолютной или условной).
Например
, Н А
=
528,752 м - абсолютная отметка точки А; Н" В
= 28,752 м - условная отметка точки В
.
Рис. 3.12. Высоты точек земной поверхности
Для перехода от условных высот к абсолютным и наоборот необходимо знать расстояние от основной уровенной поверхности до условной.
Видео
Меридианы, параллели, широты и долготы
Определение положения точек земной поверхности
Вопросы и задания для самоконтроля
- Раскройте понятия: полюс, плоскость экватора, экватор, плоскость меридиана, меридиан, параллель, градусная сетка, координаты.
- Относительно каких плоскостей на земном шаре (эллипсоиде вращения) определяют географические координаты?
- В чем отличие астрономических географических координат от геодезических?
- С помощью чертежа раскройте понятия «сферическая широта» и «сферическая долгота».
- На какой поверхности определяют положение точек в астрономической системе координат?
- С помощью чертежа раскройте понятия «астрономическая широта» и «астрономическая долгота».
- На какой поверхности определяют положение точек в геодезической системе координат?
- С помощью чертежа раскройте понятия «геодезическая широта» и «геодезическая долгота».
- Почему для повышения точности определения долготы необходимо соединить прямыми линиями ближайшие к точке одноименные десятисекундные деления?
- Как можно рассчитать широту точки, если определить количество минут и секунд от северной рамки топографической карты?
- Какие координаты называют полярными?
- Для каких целей в полярной системе координат служит полярная ось?
- Какие координаты называют биполярными?
- В чем сущность прямой геодезической задачи?
Они необходимы для того, чтобы отыскать на глобусе или географической карте определённый объект. К географическим координатам относятся географическая широта , географическая долгота и абсолютная высота .
Все географические объекты на Земле, кроме полюсов, имеют широту и долготу. Все меридианы Земли на полюсе сходятся в одной точке. Поэтому у Северного и Южно-го полюсов есть только широта — 90 градусов.
Искать дорогу среди безбрежных просторов океана морякам по-могают карты с нанесенными на них параллелями и меридиана-ми. По ним можно определить, где находится корабль, сколько ему еще плыть, какие земли встретятся на пути. Широту и долго-ту местности моряки и путешественники определяют специаль-ными приборами, работа с которыми требует знаний математики и астрономии .
Географическая ши-рота точки — это величина дуги в градусах между экватором и этой точкой. Географическая широта любого места земного шара выра-жается в градусах , которые отсчитываются от Экватора (0°) к полюсам (90°).
Чтобы определить географическую широту места на карте или глобусе, надо знать, на какой параллели оно находится Значение параллелей от 0 градусов на экваторе до 90 градусов на полюсе подписывают вдоль начального, Гринвичско-го меридиана или сбоку у рамки карты. Все точки земной поверх-ности к северу от экватора имеют северную широту, все точки южного полушария — южную широту.
На карте полушарий в атласе параллели проведены через 20°, следовательно, не все точки земного шара находятся на обозна-ченных параллелях.
Определение широты
Суэцкий канал находится на 30° северной широты (сокращённо: с. ш.), Например, через Санкт-Петербург про-ходит параллель 60 граду-сов. Значит, город лежит на 60-м градусе северной широ-ты (с. ш.).
Москва, лежащая в Северном полушарии, расположена между 40° с. ш. и 60° с. ш. Нетрудно догадаться, что широта Москвы приблизительно 55,5° с. ш. (55 гра-дусов 30 минут с. ш.). И Москва, и Санкт-Петербург, и Суэцкий канал находятся к северу от Экватора, поэтому их широта се-верная, к югу от Экватора любая точка будет иметь южную широту (сокращённо: ю. ш.). Так, остров Кергелен в Индийском океане расположен на 50° ю. ш.
Через центр пролива Дрейка в Южном полуша-рии проходит параллель 30 градусов. Широта озера Вик-тория в Африке 0 градусов.
Для точности определения точки на глобусе или на карте надо знать, помимо географической широты, и географическую долготу этой точки.
Географическая долго-та точки — это величина дуги в градусах от начального мери-диана до этой точки земной поверхности.
Как и широта, долгота выражается в градусах, которые отсчитываются от нулевого меридиана. Нулевой меридиан выбран условно, и проходит он через обсерваторию Гринвич, находящуюся недалеко от города Лондона. Гринвичский меридиан на глобусе и географической карте показан бо-лее жирной линией, и у его пересечения с экватором подписано: 0° (градусов). Подписаны у экватора в градусах и все другие ме-ридианы. Эти градусы увеличиваются в обе стороны от нулевого, Гринвичского, меридиана и достигают на другой стороне Земли значения 180 градусов. 180-й меридиан тоже показан жир-ной линией. Две половинки окружности Земли — Восточ-ное и Западное полушария — разделены на 180 градусов.
Определение долготы
К востоку от Гринвичского меридиана будет восточная долгота (сокращённо: в. д.), к западу — западная (з. д.). Градусы долготы на глобусе и карте полушарий обозначаются на Экваторе. Так, Суэцкий канал находится на 32° в. д., а Гибралтарский пролив — уже на 5° з. д. Материал с сайта
Через город Санкт-Петербург проходит меридиан 30 градусов в Восточном полушарии. Значит, долгота этого города 30 градусов восточной долготы (30° в.д.).
Че-рез Берингов пролив , который разделяет Евразию и Северную Америку, проходит 170-й меридиан Западного полушария. Зна-чит, его долгота — 170° западной долготы (170° з.д.).
Город Москва находится в Восточном полушарии между мери-дианами 30 градусов и 40 градусов. Разделим это расстояние на 10 частей — 10 градусов. Долгота Москвы будет примерно 37 гра-дусов восточной долготы. Можно определить точнее — 37,5° в.д. Градусы делятся на минуты, в од-ном градусе 60 минут. Говорят также, что Москва находится на 37 градусах 30 минутах восточной долготы.